Chế biến khô (Natural process) là phương pháp chế biến cà phê lâu đời nhất, bắt nguồn từ Ethiopia. Thay vì loại bỏ lớp vỏ và thịt quả trước khi phơi (như chế biến ướt), toàn bộ quả cà phê chín đỏ được trải đều trên các giàn phơi dưới ánh nắng mặt trời.

Phơi cà phê nguyên quả trên giàn phơi châu Phi (African beds).
Nguyên lý cốt lõi của phương pháp này là để hạt cà phê hấp thụ lượng đường và hương vị tự nhiên từ lớp thịt quả trong suốt quá trình phơi kéo dài từ 2 đến 4 tuần. Quả cà phê sau khi hái phải được dàn thật mỏng và cào đảo liên tục để đảm bảo luồng không khí lưu thông, tránh việc lên men không mong muốn.
Chế biến khô mang lại rủi ro cao nhất do phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết. Nếu trời mưa lặp lại hoặc độ ẩm môi trường cao, quả cà phê dễ bị nấm mốc hoặc 'lên men thối' (over-fermentation), tạo ra các hương vị lỗi (defect flavors) như mùi đất nấm, mùi giấm chua.
Khi được thực hiện hoàn hảo, cà phê chế biến khô mang đến một phổ hương vị (flavor profile) cực kỳ rực rỡ và sống động. Nó thường được miêu tả là có 'body' đậm đà (heavy body), độ ngọt cao và hương trái cây nồng nàn (berry-like, tropical fruits).
Cà phê Natural là hiện thân của thổ nhưỡng và quy trình truyền thống. Dù tiềm ẩn rủi ro, nhưng những mẻ Natural xuất sắc luôn là thứ được các nhà rang xay Specialty săn đón nhất.